ОЦЕНКА ПРОМЫШЛЕННОГО РИСКА ОПАСНЫХ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ОБЪЕКТОВ
Недосекин Алексей Олегович, доктор наук, профессор
Санкт-Петербургский Горный университет
Статья посвящена общим принципам экспресс-оценки риска опасности для опасных производственных объектов (ОПО), с применением результатов теории нечётких множеств, мягких вычислений и анализа иерархий.
В статье [8] промышленный риск определяется как возможность возникновения аварии, при условии реализации внешних и внутренних опасностей, причём эти опасности могут рассматриваться как непроявленные угрозы, так и проявленные инциденты.
Т.е., в данном рассмотрении риск - это не событие (инцидент, авария), а только мера возможности проявления аварийного негатива, причём категория «риск» никоим образом не связана с категорией последствий аварии (ущерба, смертности и проч.).
Промышленный риск синонимируется с известной по стандартам категорией опасности аварии (ОА). Поэтому здесь и далее мы будем в качестве главной риск-метрики рассматривать именно ОА.
Стандарт [2] предполагает, что перед проведением процедур идентификации и анализа риска необходимо определить контекст, т.е. оконтурить периметр объекта научного исследования. Сделаем это.
Итак, мы рассматриваем ОПО как кибернетическую систему, которая функционирует в условиях четырёх типов:
1. природного окружения (А);
2. проявлений собственной внутренней среды (Б);
3. социального контекста в широком смысле (В)
4. управляющих воздействий со стороны системы управления (СУ ОПК). Эскизно это представлено на рис. 1.
Рисунок 1. Структура объекта научного исследования
опасный производственный оценка риск
ОПО функционирует в соответствии со своими целями (прежде всего, экономико-финансовыми), но есть и цель по безопасности - это безаварийность или аварийность с минимально-допустимыми негативными последствиями. В настоящем рассмотрении говорим только о безаварийности и об опасности аварий (А), вне оценки последствий аварий и ущербов.
Введём определение опасности. Понятие «опасность» распадается на два. Опасность-угроза - это возможность проявления неблагоприятного события со стороны внешней или внутренней среды ОПО, которое напрямую влияет на аварийность ОПО. Опасность-событие (инцидент) - это проявленное неблагоприятное событие, вызывающее высокую степень ожидания аварийности. Для нашего рассмотрения, наибольшую ценность представляют нереализованные опасности-угрозы, с которыми ещё можно как-то работать с позиций безопасности. Здесь и далее, без нарушения общности, мы будем синонимировать категории «опасность» и «опасность-угроза».
Опасности проистекают из трёх основных источников:
· природная внешняя среда (тип А). Например, применительно к угольной отрасли, закон [1] определяет следующие основные источники природной опасности:
o Взрывы газа и (или) пыли.
o Газодинамические явления (ГДЯ).
o Горные удары.
o Прорывы воды в подземные горные выработки.
o Пожары по внешней причине (самовозгорание).
o Обрушения.
o Аэрогазовая опасность (недостаток кислорода, ядовитые газы и пр.).
· внутренняя среда ОПО (тип Б). Здесь у нас 4 основных источника опасности:
o Нарушения при проектировании и реализации ОПО (строительство + эксплуатация).
o Изношенность и/или низкая надёжность основных технических систем, отвечающих за безопасность (в случае угольной отрасли - система проветривания, система дегазации, система пылевзрывозащиты и проч.).
o Качество обеспечения безопасности ОПО в целом (регламенты, обученность персонала, средства диагностики и автоматизации, ресурсы на обеспечение безопасности).
o Поражения при ведении работ (механические травмы, поражения электротоком, поражения при взрывных работах, нарушения ТБ, профзаболевания и т.д.).
· социальная внешняя среда (тип В). Здесь у нас 2 основных источника опасности:
o Низкое качество управления ОПО (ориентация только на финансовый результат, пренебрежение безопасностью на психологическом уровне, низкий уровень собственников бизнеса и топов в части знаний и навыков в области безопасности, низкий уровень инвестиций в безопасность).
o Низкое качество персонала и демотивация персонала по критерию безопасности («план любой ценой»). Отсутствие системы мотивации на безопасность.
Специфика опасностей в том, что они запускают в кибернетической системе ОПО механизм негативно-положительной обратной связи, способствующей ускоренному развитию предаварийных и аварийных процессов. Как бы раскручивается архимедова спираль негативных процессов и событий, и, чем больше таких процессов и событий, тем быстрее эта спираль раскручивается, если её не придержать, не сжать в обратном направлении.
В составе системы управления ОПО явным образом выделяется система обеспечения безопасности (СОБ). Она пронизывает собой все управленческие и производственные звенья оргструктуры ОПО, прописывается во всех регламентах и бизнес-процессах. Соответственно, действие СОБ направлено как на парирование опасностей-угроз, так и на преодоление последствий опасностей-событий (рис. 2). Тем самым, СОБ реализует позитивно-отрицательную обратную связь в контуре управления ОПО, сжимая аварийную спираль, действуя против аварийной логики.
Рисунок 2. Виды деятельности СОБ ОПО по типам 1 - 3
Деятельность СОБ, в зависимости от направленности, распределяется по трём основным векторам:
· Стартовая проектно-процессная деятельность (тип 1). Она предполагает мониторинг проектов ОПО по критерию безопасности перед внедрением, реализация проектов стартовых инвестиций в безопасность, построение системы обеспечения безопасности и её непрерывное совершенствование.
· Упреждающая деятельность, работа с угрозами (тип 2). Предполагает мониторинг безопасности на ОПО, адекватный найм, профобучение и перепрофилирование персонала, его мотивацию на безопасность (материальную и нематериальную), внедрение инновационных технологий в области безопасности.
· Противоаварийные мероприятия, когда опасности реализовались и инциденты наступили (тип 3). Это быстрые решения, направленные на локализацию наступившей опасности, эвакуацию персонала, спасение персонала из зоны аварии, оказание первой помощи, обеспечение сохранности имущества и оборудования, компенсационные мероприятия (оценка и погашение ущербов).
В зависимости от того, какие мероприятия в области безопасности проведены на старте, какие проводятся регулярно и какие находятся в зоне высокой готовности к эффективному проведению, говорим о качестве СОБ в целом как критерии, вплотную влияющем на опасность аварии (ОА), которая является синонимом риска и измеряется от 0 до 1.
Критика приказа Ростехнадзора от 11.04.2016 № 144 [3]
После масштабной аварии на шахте «Северная» 25 февраля 2016 г., был быстро принят приказ Ростехнадзора № 144, регламентирующий определённые подходы к идентификации и анализу промышленных рисков. Основной упор в этом стандарте был сделан на частотные методы оценки опасностей, на определение вероятности риском методами логических деревьев и на математическую оценку ожидаемых последствий аварии. В соответствии с вышесказанным, направления критики с нашей стороны следующие:
· в глоссарии документа [3] нет понятия «опасность» в целом, нет разбиения опасности на опасность-угрозу и опасность-событие. Это напрямую влияет на контекст мероприятий по безопасности;
· предполагается по умолчанию, что риск - это вероятность. В более поздних документах [4, 5] начинают измерять уровень риска в децибелах. Т.е. научная фантазия процветает, но её полезность для практики близится к нулю;
· не обособлена система обеспечения безопасности на предприятии, не определена её роль и влияние на безопасность;
· обойдены вниманием социальные факторы (люди и трудовые коллективы во всех ипостасях);
· опасность аварии (ОА) и риск аварии - это синонимы, зачем было разделять;
· в п. 13 рекомендаций не выделены следующие базовые этапы оценки риска:
o оценка состояния технических систем ОПО на предмет возникновения внутренних опасностей (по типу Б);
o оценка социального контекста опасностей (по типу В), начиная с качества/мотивации персонала и достаточности ресурсной базы обеспечения безопасности;
o анализ ожидаемой реакции системы управления ОПО на возникновение опасностей-событий того или иного класса.
Соответственно, мы можем констатировать, что уже на этом шаге теория и практика анализа промышленных рисков пошла по кривой дорожке, которую надо бы как-то выпрямлять, пока приказ 144 не укоренился в практике оценки промышленного риска. Собственно, с этой целью и пишется данная статья.
Предлагаемый подход к оценке риска аварии
На данном этапе научного исследования предлагается статическая экспресс-методика, предназначенная для внешнего эскизного (быстрого) аудита ОПО со стороны экспертного сообщества. Сами предприятия, как показывает опыт, не в состоянии оценивать свои риски адекватно, склонны к занижению рисков.
Методика основывается на научных теориях анализа иерархий и методах теории нечётких множеств и мягких вычислений. Праобразом этой методики является схема, изложенная в [6, стр. 78-89]. Исходной базой для оценки ОА выступают разнородные факторы, которые могут быть представлены в трёх форматах:
· количественном (прямое измерение);
· качественном (экспертная оценка), по 5 градациям (ОН - очень низкий уровень, Н - низкий уровень, Ср - средний уровень, В - высокий уровень, ОВ - очень высокий уровень);
· признаковом (да-нет, 1/0).
Этапы методики
1. Все факторы, используемые в анализе ОА, укладываются в трёхуровневую иерархию (рис. 3). Нулевой уровень - это сам ОПО или отдельный опасный участок (подразделение) в составе ОПО; его единственный измеримый показатель - это собственно ОА. На первом уровне иерархического дерева находятся 4 блока:
o состояние природной внешней среды (блок А);
o состояние внутренней среды ОПО (блок Б);
o состояние социальной среды (блок В);
o качество системы обеспечения безопасности ОПО (блок Г).
Рисунок 3. Иерархия показателей для оценки ОА
Каждому блоку соответствует своя методика оценки состояния. Результат оценки - уровень от 0 до 1, который потом лингвистически распознаётся по 5 градациям. Также каждому блоку сопоставляется вес, с которым он входит в интегральную оценку. Этот вес определяется по правилу Фишберна, в соответствии с взаимной значимостью блоков для интегральной оценки. Предлагается следующая система упорядочения блоков по значимости:
Г ? Б ? А ? В,
где ? - знак, выражающий нестрогое предпочтение, ? - знак отсутствия предпочтения (равнозначимости). Исходя из данной системы предпочтений, вес блоков А и В равный и составляет 1/6. Вес блоков Б и Г также равные и составляют 2/6.
Схема Фишберна предполагает, что каждому показателю на одном горизонтальном уровне сопоставляется свой собственный ранг - натуральное число. Если показатель не признаётся в оценке, то его ранг равен нулю. Показатель с минимальной значимостью получает ранг 1, а далее ранги показателей растут, по мере роста уровня их значимости. Затем осуществляется оценка весов, при нормировании суммарного ранга показателей на единицу.
В данной системе предпочтений уклон на то, что безопасность на ОПО должна быть обеспечена вне зависимости от опасностей, излучаемых внешней средой. Раз уж принято решение развивать бизнес в таких неблагоприятных условиях, значит, надо реализовывать его безопасно.
2. Внутри каждого блока, на втором уровне иерархии, находятся отдельные значимые факторы для оценки. Они также образуют систему предпочтений одних факторов другим, и на этой основе складывается система весов факторов в каждом блоке. Например, в блоке Г могут быть выделены значимые факторы:
o Уровень проведения мероприятий по типу 1.
o Уровень проведения мероприятий по типу 2.
o Уровень готовности к проведению мероприятий по типу 3.
3. На третьем уровне иерархии находятся модели для количественной/качественной/признаковой оценки каждого из выделенных факторов, с привлечением большого числа показателей по широкому спектру. Модели могут разниться по сложности. Наиболее простой моделью является лингвистическое распознавание количественного фактора - качественная экспертная оценка фактора, выполненная по 5 градациям. К подобному выводу приходит эксперт, анализируя опасности или проводя аудит технической системы. Построенная иерархия может быть раскрыта на более глубокие уровни, в зависимости от сложности модели.
4. Если все факторы на уровне 2 иерархии оценены, то дальше проводится их фазификация, с переводом из количественного или признакового формата в качественный вид, по схеме лингвистической классификации, с использованием предустановленных нечётких правил. Например, если модель даёт логическое присутствие фактора (с записью 1 в соответствующий признак), то на качественном уровне это может отвечать уровню «Высокий» и вектору градаций {0, 0, 0, 1, 0}. Здесь надо остановиться подробнее. Различают «жёсткую» и «мягкую» разновидности лингвистической классификации. Если эксперт не затрудняется с классификацией, то он просто разбивает значение количественного параметра на фиксированные интервалы. Если же оценка эксперта сопровождается ограниченной уверенностью, то в качестве классификатора выступает система нечётких чисел (см. рис. 4, 5).